Основният процес на лазерно заваряване включва фокусиране на лазерен лъч върху зоната на съединение между два материала, използвайки оптична система за доставяне. Когато лъчът докосне материалите, той предава енергията си, бързо нагрявайки и разтопявайки малка площ.
1. Какво е лазерна заваръчна машина?
Лазерната заваръчна машина е индустриален инструмент, който използва лазерен лъч като концентриран източник на топлина за съединяване на множество материали.
Някои ключови характеристики на лазерните заваръчни машини включват:
1. Лазерен източник:Повечето съвременни лазерни заваръчни апарати използват твърдотелни лазерни диоди, които произвеждат мощен лазерен лъч в инфрачервения спектър. Често срещани лазерни източници включват CO2, фибролазери и диодни лазери.
2. Оптика:Лазерният лъч преминава през серия оптични компоненти като огледала, лещи и дюзи, които фокусират и насочват лъча към зоната на заваряване с прецизност. Телескопични рамена или портали позиционират лъча.
3. Автоматизация:Много лазерни заваръчни апарати са оборудвани с интеграция на компютърно числово управление (CNC) и роботика за автоматизиране на сложни модели и процеси на заваряване. Програмируемите траектории и сензорите за обратна връзка осигуряват точност.
4. Мониторинг на процесите:Вградени камери, спектрометри и други сензори наблюдават процеса на заваряване в реално време. Всякакви проблеми с подравняването на лъча, проникването или качеството могат да бъдат бързо открити и отстранени.
5. Предпазни блокировки:Защитните корпуси, вратите и бутоните за аварийно спиране предпазват операторите от мощния лазерен лъч. Блокировките изключват лазера, ако протоколите за безопасност бъдат нарушени.
В обобщение, лазерната заваръчна машина е компютърно управляван, индустриален прецизен инструмент, който използва фокусиран лазерен лъч за автоматизирани, повтарящи се заваръчни приложения.
2. Как работи лазерното заваряване?
Някои ключови етапи в процеса на лазерно заваряване включват:
1. Генериране на лазерен лъч:Твърдотелен лазерен диод или друг източник произвежда инфрачервен лъч.
2. Доставка на лъч: Огледала, лещи и дюза прецизно фокусират лъча към тясно място върху детайла.
3. Нагряване на материала:Лъчът бързо нагрява материала, като плътността му се приближава до 106 W/cm2.
4. Топене и съединяване:Там, където материалите се сливат, се образува малка вана от стопилка. С втвърдяването на вана се създава заваръчна шевка.
5. Охлаждане и повторно втвърдяване: Заваръчният шев се охлажда с висока скорост над 104°C/секунда, създавайки финозърнеста, закалена микроструктура.
6. Прогресия:Лъчът се премества или частите се препозиционират и процесът се повтаря, за да се завърши заваръчният шев. Може да се използва и инертен защитен газ.
В обобщение, лазерното заваряване използва интензивно фокусиран лазерен лъч и контролирано термично циклиране, за да се получат висококачествени заваръчни шевове с ниско термично въздействие.
Предоставихме полезна информация за лазерните заваръчни машини
Както и персонализирани решения за вашия бизнес
3. Лазерното заваряване по-добро ли е от МИГ?
В сравнение с традиционните процеси на заваряване с метал в инертен газ (MIG)...
Лазерното заваряване предлага няколко предимства:
1. Прецизност: Лазерните лъчи могат да бъдат фокусирани до миниатюрна точка с размер 0,1-1 мм, което позволява много прецизни и повтаряеми заварки. Това е идеално за малки части с висока толерантност.
2. Скорост:Скоростта на заваряване с лазер е много по-бърза от тази при MIG, особено при по-тънки листове. Това подобрява производителността и намалява времето за цикъл.
3. Качество:Концентрираният източник на топлина води до минимално изкривяване и стеснени зони на топлинно въздействие. Това води до здрави, висококачествени заварки.
4. Автоматизация:Лазерното заваряване се автоматизира лесно с помощта на роботика и CNC. Това позволява сложни модели и подобрена консистентност в сравнение с ръчното MIG заваряване.
5. Материали:Лазерите могат да съединяват много комбинации от материали, включително заварки от многоматериали и разнородни метали.
Въпреки това, MIG заваряването иманякои предимствавърху лазер в други приложения:
1. Цена:MIG оборудването има по-ниска първоначална инвестиционна цена от лазерните системи.
2. По-дебели материали:MIG е по-подходящ за заваряване на по-дебели стоманени профили над 3 мм, където абсорбцията на лазера може да бъде проблематична.
3. Защитен газ:MIG използва инертен газов щит за защита на зоната на заваряване, докато лазерът често използва запечатан път на лъча.
Така че, в обобщение, лазерното заваряване обикновено е предпочитано запрецизност, автоматизация и качество на заваряване.
Но MIG остава конкурентоспособен за производството напо-дебели калибри с ограничен бюджет.
Правилният процес зависи от специфичното приложение на заваряване и изискванията към детайлите.
4. Лазерното заваряване по-добро ли е от ВИГ заваряването?
Заваряването с волфрамов инертен газ (TIG) е ръчен, артистично умел процес, който може да даде отлични резултати върху тънки материали.
Лазерното заваряване обаче има някои предимства пред TIG заваряването:
1. Скорост:Лазерното заваряване е значително по-бързо от TIG за производствени приложения благодарение на автоматизираната си прецизност. Това подобрява производителността.
2. Прецизност:Фокусираният лазерен лъч позволява точност на позициониране до стотни от милиметъра. Това не може да се постигне с човешка ръка при TIG заваряване.
3. Контрол:Процесните променливи, като вложена топлина и геометрия на заваръчния шев, се контролират стриктно с лазер, което осигурява постоянни резултати при всяка партида.
4. Материали:TIG заваряването е най-подходящо за по-тънки проводими материали, докато лазерното заваряване открива по-голямо разнообразие от многоматериални комбинации.
5. Автоматизация: Роботизираните лазерни системи позволяват напълно автоматизирано заваряване без умора, докато TIG заваряването обикновено изисква пълно внимание и експертиза на оператора.
Въпреки това, TIG заваряването запазва предимство запрецизна работа с тънки профили или заваряване на сплавикъдето подавана топлина трябва да бъде внимателно модулирана. За тези приложения е ценна помощта на квалифициран техник.
5. Какъв е недостатъкът на лазерното заваряване?
Както при всеки индустриален процес, лазерното заваряване има някои потенциални недостатъци, които трябва да се вземат предвид:
1. Цена: Въпреки че стават все по-достъпни, мощните лазерни системи изискват значителни капиталови инвестиции в сравнение с други методи на заваряване.
2. Консумативи:Газовите дюзи и оптиката се износват с времето и трябва да се подменят, което увеличава разходите за притежание.
3. Безопасност:Необходими са стриктни протоколи и затворени защитни корпуси, за да се предотврати излагането на високоинтензивния лазерен лъч.
4. Обучение:Операторите се нуждаят от обучение, за да работят безопасно и правилно да поддържат оборудването за лазерно заваряване.
5. Линия на видимост:Лазерният лъч се движи по прави линии, така че сложните геометрии може да изискват множество лъчи или препозициониране на детайла.
6. Абсорбционна способност:Някои материали като дебела стомана или алуминий могат да бъдат трудни за заваряване, ако не абсорбират ефективно специфичната дължина на вълната на лазера.
С подходящи предпазни мерки, обучение и оптимизация на процеса обаче, лазерното заваряване осигурява предимства по отношение на производителността, прецизността и качеството за много промишлени приложения.
6. Нуждае ли се лазерното заваряване от газ?
За разлика от процесите на заваряване с газова защита, лазерното заваряване не изисква използването на инертен защитен газ, протичащ през зоната на заваряване. Това е така, защото:
1. Фокусираният лазерен лъч се разпространява през въздуха, за да създаде малка, високоенергийна заваръчна вана, която се разтопява и съединява материалите.
2. Околният въздух не се йонизира като газова плазмена дъга и не пречи на образуването на лъча или заваръчния шев.
3. Заварката се втвърдява толкова бързо от концентрираната топлина, че се образува преди оксидите да могат да се образуват на повърхността.
Въпреки това, някои специализирани приложения за лазерно заваряване все още могат да се възползват от използването на спомагателен газ:
1. При реактивни метали като алуминий, газът предпазва горещата заваръчна вана от кислород във въздуха.
2. При работа с мощни лазери, газът стабилизира плазмения облак, който се образува по време на заваръчни шевове с дълбоко проникване.
3. Газовите струи отстраняват изпаренията и отломките за по-добро предаване на лъча върху замърсени или боядисани повърхности.
Така че, в обобщение, макар и да не е строго необходим, инертният газ може да осигури предимства за специфични сложни приложения или материали за лазерно заваряване. Но процесът често може да се осъществи добре и без него.
▶ Какви материали могат да бъдат заварявани с лазер?
Почти всички метали могат да бъдат заварявани с лазер, включителностомана, алуминий, титан, никелови сплави и други.
Дори комбинации от различни метали са възможни. Ключът е, че тетрябва да абсорбира ефективно дължината на лазерната вълна.
▶ Колко дебели материали могат да бъдат заварявани?
Листове, тънки колкото0,1 мм и дебелина до 25 ммобикновено могат да бъдат лазерно заварени, в зависимост от конкретното приложение и мощността на лазера.
По-дебелите секции може да изискват многоходово заваряване или специална оптика.
▶ Подходящо ли е лазерното заваряване за производство с голям обем?
Абсолютно. Роботизираните лазерни заваръчни клетки се използват често във високоскоростни, автоматизирани производствени среди за приложения като автомобилното производство.
Постижими са скорости на пропускане от няколко метра в минута.
▶ В кои индустрии се използва лазерно заваряване?
Често срещани приложения за лазерно заваряване могат да бъдат намерени вавтомобилна промишленост, електроника, медицински изделия, аерокосмическа промишленост, производство на инструменти/щанци и малки прецизни части.
Технологията енепрекъснато разширяване в нови сектори.
▶ Как да избера система за лазерно заваряване?
Факторите, които трябва да се вземат предвид, включват материали на детайла, размер/дебелина, необходимата производителност, бюджет и необходимото качество на заваряване.
Реномирани доставчици могат да ви помогнат да определите правилния тип лазер, мощност, оптика и автоматизация за вашето конкретно приложение.
▶ Какви видове заварки могат да се правят?
Типичните техники за лазерно заваряване включват челни, припокриващи, ъглови, пробиващи и плакиращи заварки.
Някои иновативни методи, като лазерно адитивно производство, също се появяват за приложения за ремонт и прототипиране.
▶ Подходящо ли е лазерното заваряване за ремонтни дейности?
Да, лазерното заваряване е много подходящо за прецизен ремонт на висококачествени компоненти.
Концентрираното подаване на топлина минимизира допълнителните повреди върху основните материали по време на ремонта.
Искате да започнете работа с лазерна заваръчна машина?
Защо не ни помислите?
Време на публикуване: 12 февруари 2024 г.